DE2809204A1

DE2809204A1 - Vorrichtung zum thermischen behandeln, insbesondere zum kuehlen mindestens eines kontinuierlich laufenden in staukammern gebildeten fadenstopfens

Info

Publication number: DE2809204A1
Application number: DE19782809204
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Berger; Peter Dipl Ing Dammann; Wilfried Muendelein
Original assignee: Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1978-03-03
Filing date: 1978-03-03
Publication date: 1979-09-13
Also published as: JPS6214655B2; DE2861105D1; JPS54125749A; EP0003952A1; EP0003952B1; US4301578A

Description

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b a r m a g

Banner Maschinenfabrik

Aktiengesellschaft

Rerascheid-Lennep

"Vorrichtung zum thermischen Behandeln, insbesondere zum Kühlen mindestens eines kontinuierlich laufenden, in Staukammern gebildeten Fadenstopfens"

Bag. 1058

Zusatz zur Patentanmeldung P 26 32 082.1

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum thermischen Behandeln, insbesondere zum Kühlen mindestens eines kontinuierlich laufenden, in Staukammern gebildeten Fadenstopfens aus synthetischen Fasern nach dem Oberbegriff des Anspruchs

Eine derartige Vorrichtung besteht aus einer drehend antreibbaren, luftdurchlässigen Trommel, auf die der (die) Fadenstopfen geleitet und zu einer geschlossenen Lage mehrerer, schraubenlinienartig verlaufender Windungen, welche durch eine Vorschubeinrichtung axial vorgeschoben werden, aufgewickelt wird (werden). Diese Vorrichtung wurde in der älteren, auf die Anmelderin zurückgehenden Patentanmeldung DE-OS 26 32 082 zur Ausführung eines insbesondere kontinuierlich verlaufenden Spinn-Streck-Texturierverfahrens mit kontinuierlicher Staukammerkräuselung und nachgeschalteter thermischer Behandlung vorgeschlagen.

Die auf die Behandlungstrommel schraubenlinienartig aufgewickelten Fadenstopfenwindungen werden am Trommelende nach der thermischen Behandlung, insbesondere Fixierung der Kräuselung und Kühlung der Fäden bei ausreichender Verweilzeit_y von einer mit wählbarer Geschwindigkeit angetriebenen Abzugseinrichtung unter einstellbarer Fadenspannung abgenommen und aufgespult. Hierbei wird der Fadenstopfen, der gegebenenfalls schon vorher in seiner Konsistenz - zur Verbesserung seiner Gasdurchlässigkeit auf der Trommel - gelockert wurde, aufgelöst und ein texturierter Faden mit einer Geschwindigkeit abgezogen, die geringer als die Umfangsgeschwindigkeit der Streckgaletten, aber sehr viel höher als die Umfangsgeschwindigkeit der Behandlungstrommel ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der das texturierte Fadenmaterial, das zu einer ge-

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schlossenen Lage dicht nebeneinanderliegender, schraubenlinienartig um die Trommel verlaufender Fadenstopfenv/indungen aufgewickelt wurde, am Trommelende einfach, betriebssicher und ohne Beschädigung einzelner Kapillarfäden von der nachfolgenden Fadenstopfenwindung getrennt und mit der die Auflösung des oder der (bei mehrfädiger Arbeitsweise) Fadenstopfen vergleichmäßigt und besser reproduzierbar gemacht werden kann.

Es hat sich nämlich gezeigt, daß bei bestimmten Prozeßbedingungen der hinter dem Fadenstopfen ablaufende Faden die nachfolgende Fadenstopfenwindung berührt und beschädigt, was dann zu Betriebsstörungen führen kann, insbesondere an der Stelle der Stopfenauflösung.

Die Lösung der angegebenen Aufgabe erfolgt für die im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebene Vorrichtung durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs beschriebene Abzugshilfe.

Die erfindungsgemäße Abzugshilfe, die nach Anspruch 2 als Trennelement ausgebildet ist und in ihrer äußeren Gestalt der Steigung der auf die Behandlungstrommel aufgewickelten Fadenstopfenwindungen angenähert ist, eignet sich gut zum Trennen der nebeneinanderliegenden Windungen des texurierten Fadenmaterials. Wegen seiner Erstreckung über einen Teil des Trommelumfangs schiebt sich das Trennelement mühelos zwischen die beiden - in Fadenlaufrichtung gesehen - letzten Windungen des Fadenstopfens, ohne die Trommeloberfläche zu berühren oder zu beschädigen. Durch die in Anspruch 3 vorgeschlagene Maßnahme einer fest eingespannten Aufhängung des Trennelementes in definiertem Abstand von der-Trommeloberfläche wird auf einfache Weise der Bruch von Einzelkapillaren völlig vermieden. Andererseits wird die pendelnde Aufhängung des Trennelementes gemäß Anspruch 4, bei

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der das Trennelement - auch bei kurzer Umschlingung der Behänd lungs trommel - immer bestrebt ist, sich optimal der Steigung der Fadenstopfenwindungen anzupassen, bevorzugt, wenn beispielsweise mehrfädig texturiert wird und zwei Fadenstopfenwindungen nebeneinander aufgewickelt werden. Hierbei ist es dann nicht unbedingt erforderlich, die Abzugshilfe durch ein ähnliches Trennelement mit doppelter Steigung auszutauschen, da sich das Trennelement selbsttätig etwa schräg verstellen kann.

Es wird noch darauf hingewiesen, daß bei einer pendelnden Aufhängung des Trennelementes nach Anspruch 4 im Hinblick auf die Maßnahme in Anspruch 2 berücksichtigt werden muß, daß die zur Achse der Behandlungstrommel parallele Achse zur Lagerung des Trennelementes oberhalb der Behandlungstrommel vorgesehen wird μηα die Schwerachse des Trennelementes möglichst wenig außerhalb der Vertikalebene durch die Achse der Behandlungstrommel gelegt wird , damit das Trennelement nur mit geringer Pressung oder möglichst überhaupt nicht auf dem Trommelumfang aufliegt und dort zu unerwünschtem Verschleiß führt.

Eine dem Verschleiß entgegenwirkende Maßnahme für eine bevorzugte Ausgestaltung des Trennelementes ist in Anspruch angegeben.

Die Arbeitsweise des Trennelementes wird durch die in Anspruch 7 angegebenen konstruktiven Merkmale noch erleichtert und in vorteilhafter Weise unterstützt. Ein Trennelement, das die Behandlungstrommel über einen Umfang von mehr als 180°, beispielsweise auf einem Umfang von 270° bis 330° umfaßt, wird hierbei bevorzugt. Hierdurch wird insbesondere die Führung des Trennelementes auf der Behandlungstrommel verbessert und das Trennelement sicher zwischen die zu trennenden Fadenstopfenwindungen geschoben. Auch läßt sich hierbei günstig die

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schwimmende Lagerung des Trennelementes nach Anspruch 5 verwirklichen.

Durch die bevorzugte Ausgestaltung des Trennelementes nach den Ansprüchen 7 bis 13 wird eine sehr gleichmäßige und kontrollierte Auflösung des Fadenstopfens erreicht. Dabei erhöht der Käfig, der die Gasdurchlässigkeit der Behandlungstrommel im Bereich der letzten Fadenstopfenwindungen in keiner Weise beeinträchtigt, die Betriebssicherheit der Vorrichtung im besonderen Maß, da er das Abplatzen und unkontrollierte Abziehen von größeren Bruchstücken des Fadenstopfens wirksam verhindert. Derartige Bruchstücke des Fadenstopfens, die sich vorzugsweise bei schon gezielt verringerter Konsistenz des Fadenstopfens (zur Erhöhung der Gasdurchlässigkeit) lösen, erhalten beim Abbrechen bereits dieselbe hohe Geschwindigkeit, mit der der Faden abgezogen und aufgewickelt wird. Solche Bruchstücke des Fadenstopfens wurden aufgrund ihrer hohen Anfangsgeschwindigkeit tangential vom Trommelumfang abgeschleudert bzw. von dort abgezogen. Dies verhindert jedoch der nach Anspruch 7 vorgesehene und in den Ansprüchen 8 bis 13 weiterausgebildete Käfig, der als Fangvorrichtung wirkt, in der die Bruchstücke des Fadenstopfens aufgefangen und vollens aufgelöst werden. Dies geschieht insbesondere dadurch, daß der Käfig in Bewegungsrichtung des Fadenstopfens immer enger um die Trommeloberfläche gelegt ist, bzw. bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Käfigs dadurch,daß der radiale Abstand der Käfigstifte von der Trommel in Bewegungsrichtung des Fadenstopfens in einem ersten Abschnitt so bemessen ist, daß die Lage des Auflösepunktes innerhalb dieses Bereiches wandern und sich selbsttätig einstellen kann, dann in einem zweiten Abschnitt enger wird, so daß Bruchstücke des Fadenstopfens hier aufgefangen werden und daß unter Umständen in einem dritten Bereich der radiale Abstand so gering ist, daß nur noch der ablaufende Faden freigegeben wird.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher beschrieben. Es stellen dar:

Fig. 1 die Behandlungsvorrichtung der in der älteren Patentanmeldung beschriebenen Behandlungsvorrichtung mit dem erfindungsgemäßen Trennelement am Trommelende;

Fig. 2 das Trennelement gemäß der Erfindung in einer Aufsicht;

Fig. 3 das erfindungsgemäße Trennelement in einer Seitenansicht.

Die im Spinnschacht ersponnenen und zum Faden 1 zusammengefaßten Kapillarfäden aus synthetischen Polymeren, insbesondere Polyamiden wie PA 6 und PA 6.6 oder Polypropylen, werden von einer nicht dargestellten Galette abgezogen und zwischen dieser und einer weiteren Galette in bekannter Weise verstreckt. Der verstreckte Faden 1 wird dann einer Blasdüse 2 zugeführt.

Die Blasdüse hat eine durch elektrische Heizeinrichtungen oder dergleichen beheizbare Zufuhrleitung 4 für ein Treibfluid, vorzugsweise Luft, Wasserdampf oder ein Inertgas. Das Treibfluid wird über den Ringkanal 5 verteilt und über den konischen Ringspalt 6 entspannt, trifft dann im Fadenkanal 7 mit hoher Geschwindigkeit auf den Faden 1, um diesen zu plastifizieren und in die Staukammer 8 mitzuschleppen, wo der Faden 1 auf das bereits abgelegte Fadenmaterial auftrifft und zu einem kompakten Fadenstopfen 9 verdichtet wird. Das Treibfluid kann dabei durch öffnungen 10 in der Wand der Staukammer 8 entweichen. Der Durchmesser bzw. der Querschnitt des Fadenstopfens 9 entspricht dem der Staukammer.

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Zum in Betrieb setzen des Texturierprozesses wird das untere Ende der Staukammer 8 durch den Schieber 11 verschlossen, so daß sich zunächst der Fadenstopfen 9 bilden kann. Die Staukammer 8 wird sodann geöffnet und der Fadenstopfen kontinuierlich mit seiner Wachstumsgeschwindigkeit gefördert und den angetriebenen Förderrollen 12 zugeführt. Die Förderrollen

12 haben am Umfang eine halbkreisförmige oder rechteckige Ausnehmung und formen damit den aus der Staukammer 3 herausgeförderten Fadenstopfen 9. Sie fördern den Fadenstopfen 9 zu einer Behandlungstrommel 13, welche langsam rotiert.

Sie sind zwar nicht unbedingt erforderlich, werden jedoch in einer bevorzuaten Ausführung der Texturiereinrichtung angewendet, um gleichbleibende Betriebsbedingungen infolge der Zwangsförderung des Fadenstopfens 9 zu erreichen.

Der Fadenstopfen 9 wird tangential auf die Behandlungstrommel

13 geleitet. Hierzu ist gegebenenfalls - vrie in der Zeichnung dargestellt - ein Umlenkblech 14 zwischen dem Austrittsspalt der Förderrollen 12 und der Behandlungstrommel 13 vorgesehen. Durch eine derartige Umlenkung kann beispielsweise die Konsistenz des Fadenstopfens 9 gelockert und seine Gasdurchlässigkeit wesentlich erhöht werden.

Auf die drehend angetriebene Behandlungstrommel 13 wird der Fadenstopfen 9, der aufgrund der Ausnehmung auf dem Umfang der Förderrollen 12 beispielsweise einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, aufgewickelt. Eine Vorschubeinrichtung 15, die ortsfest angeordnet ist und die Behandlungstrommel 13 auf einem Teil ihres Umfangs schraubenlinienartig umgibt, zwingt dem abgelegten Fadenstopfen 9 dazu eine Bewegungskomponente in axialer Richtung der Behandlungstrommel 13 auf, so daß der Fadenstopfen in schraubenlinienartigen Windungen und in dichten Lagen nebeneinander über die Behandlungstrommel bewegt, wird.

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Die Behandlungstronunel 13 besitzt über ihren Mantel verteilt Durchbrechungen 16, beispielsweise in Form von Schlitzen oder Perforationen. Zu ihrer besseren Darstellung sind in Fig. 1 einige Windungen des Fadenstopfens 9 fortgelassen. Außerdem ist aus Fig. 1 erkennbar, daß die Behandlungstrommel in den Lagern 17 gelagert und über eine Riemenscheibe 18 mit Tangentialriemen 19 in Drehrichtung 20 angetrieben ist. Die Drehgeschwindigkeit der Behändlungstrommel läßt sich - abgestimmt auf die Wachstumsgeschwindigkeit des Fadenstopfens 9 und die Auflösegeschwindigkeit des Fadenstopfens am Trommelende - über einen nicht dargestellten, drehzahlregelbaren Antrieb derart einstellen, daß im Beharrungszustand der Auflösepunkt des Fadenstopfens 9 annähernd an der eingestellten Stelle stehen bleibt und auf dem Trorameluinfang nicht wandert. Die Antriebsachse der Behandlungstrommel 13 ist über ein Labyrinth 21 an dem ortsfesten Saugstutzen 22 einer an sich bekannten Absaugeinrichtung angeschlossen. Im Betrieb der Texturiervorrichtung wird hierdurch in der hohlen Trommel 13 ein Unterdruck erzeugt. Durch diesen Unterdruck wird Umgebungsluft durch die Lagen der schraubenlinienartig auf die Behändlungstrommel 13 aufgewickelten, nebeneinanderliegenden Fadenstopfenwindungen 9.1 gesaugt, und diese werden hinreichend gekühlt, so daß die in der Staukammer 8 erzeugte Kräuselung fixiert ist, bevor der Fadenstopfen 9 am Trommelende aufgelöst und der texturierte Faden von der Abzugseinrichtung 23 tangential abgezogen wird.

Am Trommelende ist nunmehr die erfindungsgemäße Fadenabzugshilfe 24 angeordnet, durch welche die letzte Windung des Fadenstopfens von den übrigen, dicht beieinanderliegenden Windungen 9.1 separiert wird. Die Fadenabzugshilfe 24 ist als sichelähnliches Trennelement ausgebildet, das den Umfang der Behandlungstrommel 13 zumindest teilweise wie ein wendelförmig verlaufender Ring 25 umgibt.

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In Fig. 1 und 2 ist das Trennelement entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Es uraqibt die Behandlungstrommel 13 über annähernd den ganzen Trommelumfang und weist einen zum Trommelende hin auskragenden, offenen Käfig auf.

In den Fig. 2 und 3 ist das Trennelement im einzelnen dargestellt. Dabei ist mit der Bezugsziffer 27 das Lagerauge bezeichnet, in dem das Trennelement auf einer parallel zur und oberhalb der Trommelachse angeordneten Achse axial verschiebbar und pendelnd gelagert ist. Um ein Schleifen des Trennelementes auf der Behandlungstrommel 13 und den damit verbundenen Verschleiß zu verhindern,sollte dabei die Schwerachse des Trennelementes in einer Vertikalebene liegen, in der auch die Trommelachse liegt. Um dieses wünschenswerte, aber nicht notwendige Erfordernis leichter erfüllen zu können, ist es daher günstig, das Trennelement mit relativ großer Umschlingung der Behandlungstrommel 13, beispielsweise 33O auszuführen. Es ist auch günstig, das Trennelement mit einem abriebfesten Kunststoff, z.B. Polyterafluoräthylen zu beschichten.

Der Käfig 26 besteht aus mehreren, parallel zur Trommelachse orientierten und gleichlangen Stäben, beispielsweise gleichlangen, zylindrischen Stiften 28, die auf zwei zur Trommelachse konzentrischen Kreisbogenabschnitten mit zwischenliegendem Ubergangsbereich angeordnet sind. Der Käfig 26 ist an seinem auskragenden Ende durch ein Ringelement 30 abgeschlossen, durch das die freien Enden der Stifte 28 miteinander verbunden sind. Dadurch wird vermieden, daß der Faden sich beim Anlegen in den Stiften verhängen kann; auch ist die Verletzungsgefahr für das Bedienungspersonal weniger groß.

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Durch die Anordnung der Stifte wird verhindert, daß abgeplatzte Bruchstücke des Fadenstopfens 9 mit hoher Geschwindigkeit von der Trommeloberflache weggeschleudert werden. Vielmehr werden solche Bruchstücke gefangen und so lange zwischen der Trommeloberfläche und den Käfigstäben festgehalten bzw. geklemmt, bis das besagte Bruchstück des Padenstopfens 9 ganz aufgelöst ist.

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Claims

Bag. 1058 Ansprüche

1. Vorrichtung zum thermischen Behandeln, insbesondere zum Kühlen mindestens eines kontinuierlich laufenden, in Staukammern gebildeten Fadenstopfenε aus synthetischen Fasern, bestehend aus einer drehend antreibbaren, luftdurchlässigen Trommel, auf die der (die) Fadenstopfen geleitet und zu einer geschlossenen Lage mehrerer, schraubenlinienartig verlaufender Windungen, welche durch eine Vorschubeinrichtung axial vorgeschoben werden, aufgewickelt wird (werden), insbesondere nach Patent. (Patentanmeldung P 26 32 082.1,) dadurch gekennzeichnet,

daß am Ende der Trommel (13) eine sichelähnliche, wendelförmig ausgebildete und in Drehrichtung (20) sich über einen Teil des Trommelumfangs erstreckende Abzugshilfe (24) angeordnet ist, deren Steigung der Steigung der Fadenstopfenwindung(en) angenähert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Abzugshilfe als Trennelement (24) mit radialer • Ausdehnung ausgebildet ist, welches derart gelagert ist, daß es den Trommelumfang nicht berührt.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß das Trennelement (24) auf zwei zur Trommelachse parallelen Achsen axial verschiebbar gelagert ist und einen Teil des Trommelumfangs mit geringem Abstand, vorzugsweise weniger als dem halben. Stopfendurchmesser umgibt.

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4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (24) um eine zur Trommelachse parallele Achse, welche oberhalb der Trommel (13) angeordnet ist, schwenkbar,axial verschiebbar und um dazu senkrechte Achsen in begrenztem Maße kippbar gelagert ist (Fig. 1).

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (24) auf der Trommel (13) schwimmend gelagert und gegen Mitdrehung mit der Trommel (13), beispielsweise durch einen Anschlag oder eine Leiste, gesichert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 sowie mindestens einen der Ansprüche 3 bis 5, dadurch "gekennzeichnet, daß das·Trennelement (24) aus Kunststoff hergestellt oder mit.einem abriebfesten Kunststoff oberflächenbeschichtet ist .

7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6/

dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (24) die Trommel (13) über einen Tromraelumfang von mindestens 90° und vorzugsweise zwischen 18O°und 330° umgibt.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (24) auf seinem Umfang einen zum Trommelende hin auskragenden, offenen Käfig (26) aufweist.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der lichte Abstand des Käfigs (26) von der Trommeloberflache in Bewegungsrichtung des Fadenstopfens abnimmt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (26) bezgl. der Trommel (13) auf einer in der Bewegungsrichtung des Fadenstopfens (9) enger werdenden Spirale (29) angeordnet ist (Fig. 2).

11. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 10,

dadurch gekennzeichnet, daß sich der Käfig (26) über den Trommelumfang annähernd bis zur tangentialen Ablaufstelle des aufgelösten Fadens (1) von der Trommel (13) erstreckt.

12. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 11,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Käfig (26) aus einer Mehrzahl von zur Trommelachse parallelen, gleichlangen Stiften (28) besteht, \ die an ihren auskragenden Enden durch ein Ringelernent (30) verbunden sind.

13. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 8 bis 12,

dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig aus einem glatten, perforierten oder gewellten Blech, besteht, das bezüglich der Trommel (13) spiralförmig gebogen ist.

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